基于IPV6 的嵌入式數據采集系統設計

2.1 主控制器的擴展
系統的設計中，主控制器采用了 ATMEL 公司生產的AT89C55 微處理器。設計中把P0
口用作數據16 位地址的低位地址復用口，P2 口用作16 位地址的高位地址，P1 口的P1. 0
用作以太網控制芯片RTL8019AS 的復位信號輸入端，P1. 1, P1. 2 分別模擬IZC 總線用作
EEPROM 數據存儲器的時鐘信號和數據輸入輸出線。引腳12(INTO)用來對以太網控制器
RTL8019AS 的中斷請求作響應。
74LS373 用作P0 口分時復用的16 位低位地址鎖存器。外部數據存儲器62256 內含32K
的8 位存儲單元，其片選引腳CS (20)接單片機的A15。62256 內部存儲器尋址通過單片機
的低15 位地址線AO^}A14。所以外部數據存儲器62256 的單片機尋址范圍為0000~7FFF。
AT89C55 沒有I2C 總線接口，所以只能用單片機虛擬I2C 總線方式工作，由于總線上只
有一個單片機作為主節點，因此系統設計為單主方式下的虛擬I2C 總線。在這種方式下，虛
擬I2C 總線只有主發送和主接收兩種操作， AT24C02 的寫讀程序如下：
① 寫 AT24C02 子程序AT24C02_ W
NUMBYT:被傳送字節數N 的存放單元、NUM:被傳送字節數N, SUBADR:AT24C02 中
要存放的數據首地址、VSDA:虛擬總線的數據線、VSCL:虛擬總線的時鐘線、SLAW:寫尋址
字節、MTD:發送數據緩沖區首地址。
AT24C02_W: NUMBYT. #NUM ;將被傳送的字節數N 寫入NUMBYT 中
MOV SLA. #SLAW ;寫地址送到SLA 中
LCALL WRNBYT ;調用N 字節的寫入子程序
RET
② 讀 AT24C02 子程序AT24C02_ R。
AT24C02 的指點地址的讀和它的寫有些不同，指點地址的讀是要求在指定的字地址讀
出一個字節數據的操作，由于是要在指定的資地址，所以要先寫一個字地址，然后重復起始
狀態，讀入一個數據字節。
AT24C02 R:MOV MTD. SUBADR :將數據首地址送到發送數據緩沖區
MOV SLA. #SLAW :將寫地址送到SLA 中
MOV NUMBYT，#1
LCALL WRNBYT ；調用N 字節的寫入程序
MOV SLA，#SLAR ；將讀地址送到SLA 中
MOV NUMBYT， #NUM ；從AT24C02 中讀出子程序
RET
2.2 SAA1064 LED 驅動控制器
SAA1064 是PHILIPS 公司生產的I2C 總線接口的LED 驅動控制器件，它為雙極型集成
電路，有2X8 位輸出驅動接口，可靜態驅動2 位8 段LED 顯示器或動態4 位8 段LED 顯
示器。AT89C55 的P1 口的P1. 1 和P1. 2 引腳模擬I2C 總線與SAA1064 的SCL 和SDA 連
接，P1~P8, P9~P16 分別各自連接兩個數碼管的abcdefgh 端，CEXT 外接2. 7nF 電容，模擬引
腳地址端ADR 引腳接地，器件可讀地址為SLAR=71H，可寫地址為SLAW=70H。
SAA1064 除了具有LED 驅動控制的寫操作外，還有可以反映系統上電標志的讀操作，
但是，由于在本論文中只需用到SAA1064 的顯示驅動控制功能，所以這里只討論其寫入操
作。SAA1064 的寫入數據操作格式為：
SLAW +SUBADR +COM +data 1+data2+data3+data4
其中SUBADR 為SAA1064 片內地址單元首地址，COM 為SAA1064 的控制命令，
datal~data4 為動態顯示方式的4 個LED 的共陰極段選碼。
2.3 系統A/D 和D/A 轉換
PCF8591 是PHILIPS 公司生產的具有I2c 總線接口的8 位A/D 和D/A 轉換器。器件由
單一的電源供電，COMS 工藝;有4 路A/D 轉換模擬輸入、1 路D/A 轉換輸出;A/D 轉換為逐
次比較型;輸入輸出部分有采樣/保持電路;最大的轉換速率與I2c 總線傳輸率有關;A/D 和D/A
轉換的基準電源由外部供給。PCF8591 也是采用典型的I2c 總線接口器件尋址方式。器件的
地址為1001f 引腳地址為A2AlA0，方向位為R/W，因此它的器件地址及尋址字節為
1001A2A1A0R/W。
AT89C55 的P1 口的P1. 1 和P1. 2 引腳模擬I2c 總線與PCF8591 的SCL 和SDA 連接，
PCF8591 使用內部時鐘電路，所以EXT 引腳接地，OSC 作為內部時鐘輸出端懸空，將A2, A1
和AO 三個引腳接地，所以器件可讀地址為SLAR=91H，可寫地址為SLAW=90H。
PCF8951 的DAC 數據操作程序代碼如下：
DAC 數據操作程序
PCF8951_ DAC: MOV MTD, #COM ;PCF8951 控制命令COM 入MTD
MOV R0, #MTD
INC RO
MOV @R0, A;D/A 轉換數據入MTD + 1
MOV SLA, #SLAW;指向PCF8951 節點寫地址
MOV NUMBYT, #2;寫入兩個字節COM 和A
LCALL WRNBYT
RET